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课件网) 1.定义 物理学中,将物体(或物体的某一部分)在某一位置附近的往复运动称为机械振动,简称振动。 2.平衡位置 振动物体在某一位置附近做往复运动,这个位置称为平衡位置,也是物体所受回复力为 零的位置。 3.回复力 (1)方向:总是指向平衡位置。 第1节 简谐运动 知识 清单破 知识点 1 机械振动 (2)作用效果:使物体总是在平衡位置附近振动。 (3)来源:回复力可由某一个力来提供,也可由振动物体受到的几个力的合力来提供。 1.弹簧振子 (1)弹簧振子是一种理想模型。 (2)弹簧振子的组成:如图所示,弹簧一端固定,另一端连接一个可视为质点的物体,不计弹簧质 量,物体置于光滑水平面上。 (3)弹簧振子的回复力:回复力由物体所受弹簧弹力提供,为F=-kx。其中k等于弹簧劲度系数,x 是物体相对平衡位置的位移,负号表示力与位移的方向相反。 知识点 2 简谐运动及其特征 2.简谐运动 (1)定义:物体所受回复力的大小与位移大小成正比,方向总是与位移方向相反的运动称为简 谐运动。 (2)简谐运动的运动学特征:a=- x。 (3)弹簧振子能量特征:只有弹簧弹力做功,系统的动能和弹性势能相互转换,机械能守恒。 易错警示 (1)振动物体在平衡位置所受合力不一定为零,而是沿简谐运动方向的合力为零, 且物体在平衡位置时速度最大。 (2)简谐运动的位移和一般运动的位移有很大区别,一般运动的位移都是由初位置指向末位 置,而简谐运动的位移都是由平衡位置指向振动物体所在位置。 1.机械振动是匀变速直线运动。 ( ) 2.在F=-kx中,负号表示回复力总是小于零。( ) 3.弹簧振子的加速度方向一定与位移方向相同。 ( ) 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ” 。 弹簧振子的加速度方向与回复力方向相同,与振动物体位移方向相反。 机械振动的回复力大小随位移变化,是非匀变速运动。 负号表示回复力方向与振动物体位移方向相反。 提示 提示 提示 1.简谐运动三个物理量的特点 (1)位移:以平衡位置为坐标原点,以振动所在的直线为坐标轴,规定正方向,则某一时刻物体的 位移用该时刻物体所在位置的坐标来表示。 (2)速度:速度是描述物体在平衡位置附近运动快慢的物理量。在所建立的坐标轴(也称为 “一维坐标系”)上,速度的正负表示物体运动方向与坐标轴的正方向相同或相反。平衡位 置是振动过程中速度最大的位置。 (3)加速度:做简谐运动的物体的加速度a= ,由于物体相对平衡位置的位移x不断变化,所以 简谐运动是变加速运动。物体在通过平衡位置处时,加速度的大小为零,方向改变。 疑难 情境破 疑难1 对简谐运动的位移、速度、回复力和加速度的理解 讲解分析 2.简谐运动的回复力的表达式F=-kx (1)k是比例系数,但不一定是弹簧的劲度系数(水平弹簧振子中的k为弹簧的劲度系数),其值由 振动系统决定,与振幅无关。 (2)“-”表示回复力的方向与振动物体偏离平衡位置的位移方向相反。 (3)x是指振动物体偏离平衡位置的位移,其大小不一定等于弹簧的伸长量或压缩量。 (4)表达式反映出了回复力F与位移x之间的关系:位移越大,回复力越大,位移增大为原来的几 倍,回复力也增大为原来的几倍。 典例 (多选)如图所示,物体A与滑块B一起在光滑水平面上做简谐运动【1】,A、B之间无相对滑 动【2】,已知轻质弹簧的劲度系数为k,A、B的质量分别为m和M,最大静摩擦力等于滑动摩擦 力,重力加速度为g。下列说法正确的是 ( ) A.物体A的回复力是由滑块B对物体A的摩擦力提供的 B.滑块B的回复力是由弹簧的弹力提供的 C.将物体A与滑块B看成一个整体,其回复力大小跟位移大小之比为k D.若A、B之间的动摩擦因数为μ,则A、B间无相对滑动的最大振幅【3】为 未学提示 振幅为振动物体离开平衡位置的最大距离。 信息提取 【1】回复力满足F ... ...
